BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Salah satu jenis bahan pencemar yang dapat membahayakan kesehatan manusia

adalah logam berat. Zat yang bersifat racun dan yang sering mencemari lingkungan misalnya

merkuri (Hg), timbal (Pb), kadmium (Cd), dan tembaga (Cu). Logam-logam berat Hg, Pb,

dan Cd tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia, sehingga bila makanan tercemar oleh logam-

logam tersebut, tubuh akan mengeluarkannya sebagian. Sisanya akan terakumulasi pada

bagian tubuh tertentu, seperti ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut.

Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3,

terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap

unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari periode 4 sampai 7. Kadmium,

timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transformasi

melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat biologis atau

mengkatalis penguraiannya.

Logam berat adalah sejumlah elemen logam yang memiliki karakteristik spesifikasi

graviti yang sangat besar (lebih dari 4), nomor atom 22-34 dan 40-50 seta unsur lantanida dan

aktinida, dan mempunyai respon biokimia khas pada organisme hidup (Palar, 2008). Menurut

Kementerian Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (1990) sifat toksisitas logam

berat dapat dikelompokan ke dalam 3 kelompok, yaitu bersifat toksik tinggi yang terdiri dari

atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn. Bersifat toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr,

Ni, dan Co, sedangkan bersifat tosik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe.

Salah satu kontaminan yang patut diwaspadai adalah logam berat. Istilah logam berat

merujuk pada unsur logam yang mempunyai berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3 (Pierzynski

et al., 2005). Di dalam kerak bumi logam dibagi menjadi logam makro dan logam mikro

(Darmono, 1995). Logam makro terdiri atas aluminium (Al), besi (Fe), kalsium (Ca), natrium

(Na), kalium (K), magnesium (Mg) dan mangan (Mn). Logam mikro diantaranya adalah

barium (Ba), nikel (Ni), seng (Zn), tembaga (Cu), plumbum (Pb), uranium (U), timah putih

(Sn), kadmium (Cd), merkuri (Hg), perak (Ag) dan emas (Au). Adapun di antara logam-

logam tersebut yang dikategorikan sebagai logam yang lebih berpotensi beracun bagi

manusia yaitu As, Cd, Cu, Pb, Hg, Ni dan Zn.

Logam berat tertentu juga dibutuhkan dalam proses kehidupan. Misalnya dalam proses

metabolisme untuk pertumbuhan dan perkembangan sel-sel tubuh. Sebagai contoh Co

dibutuhkan untuk pembentukan vitamin Biz, Fe dibutuhkan untuk pembuatan hemoglobin,

dan Zn berfungsi dalam enzim-enzim hidrogenase (Waldichuk, 1974, Sanusi, 1985).

Ketahanan pangan adalah terpenuhinya pangan dengan ketersediaan yang cukup,

tersedia setiap saat di semua daerah, mudah diperoleh, aman dikonsumsi, dengan harga yang

terjangkau. Program peningkatan ketahanan pangan dimaksudkan untuk mengoperasionalkan

pembangunan dalam rangka mengembangkan sistem ketahanan pangan baik di tingkat

masyarakat maupun nasional (Borton dan Shoham, 1991).

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan

sebagai berikut :

1. Bagaimana karakteristik logam berat?

2. Apa saja jenis pencemaran logam berat?

3. Apa saja sumber pencemaran logam berat?

4. Bagaimana hubungan pencemaran logam berat dengan ketahanan pangan dan cara

menanggulanginya?

5. Bagaimana dampak pencemaran logam berat terhadap ketahanan pangan?

BAB IIPEMBAHASAN

2.1. Sifat Fisik dan Kimia Beberapa Logam Berat

Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3,

terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap

unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari periode 4 sampai 7. Kadmium,

timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transformasi

melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat biologis atau

mengkatalis penguraiannya. Adanya logam berat di perairan, berbahaya baik secara langsung

terhadap kehidupan organisme, maupun efeknya secara tidak langsung terhadap kesehatan

manusia. Hal ini terkait dengan sifat-sifat logam berat, yaitu :

1. Sulit didegadasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan

keberadaannya secara alami sulit terurai (dihilangkan).

2. Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan, dan akan membahayakan

kesehatan manusia yang mengkonsumsi organisme tersebut.

3. Mudah terakumulasi di sediment, sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari

konsentrasi logam dalam air. Di samping itu sedimen mudah tersuspensi karena pergerakan

massa air yang akan melarutkan kembali logam yang dikandungnya ke dalam air, sehingga

sedimen menjadi sumber pencemar potensial dalam skala waktu tertentu.

Kadmium dalam air berasal dari pembuangan industri dan limbah pertambangan.

Logam ini sering digunakan sebagai pigmen pada keramik, dalam penyepuhan listrik, pada

pembuatan alloy, dan beterai alkali. Keracunan kadmium dapat bersifat akut dan kronis. Efek

keracunan yang ditimbulkan berupa penyakit paru-paru, hati, tekanan darah tinggi, gangguan

pada sistem ginjal dan kelenjar pencernaan serta mengakibatkan kerapuhan pada tulang.

Tembaga merupakan logam yang ditemukan di alam dalam bentuk senyawa dengan

sulfide (CuS). Tembaga sering digunakan pada pabrik-pabrik yang memproduksi peralatan

listrik, gelas, alloy. Tembaga masuk keperairan merupakan faktor alamiah seperti terjadinya

pengikisan dari batuan mineral sehingga terdapat debu, partikel-partikel tembaga yang

terdapat dalam lapisan udara akan terbawa oleh hujan. Tembaga juga berasal dari buangan

bahan yang mengandung tembaga seperti

dari industri galangan kapal, industri pengolahan kayu, dan limbah domestik. Pada

konsentrasi 2.3 – 2.5 mg/l dapat mematikan ikan dan akan menimbulkan efek keracunan ,

yaitu kerusakan pada selaput lendir. Tembaga dalam tubuh berfungsi sebagai sintesa

haemoglobin dan tidak mudah diekskresikan dalam urine karena sebagian terikat dengan

protein, sebagian diekskresikan melalui empedu ke dalam usus dan dibuang ke feses,

sebagian lagi menumpuk dalam hati dan ginjal, sehingga menyebabkan penyakit anemia dan

tuberkolusis. Logam timbal (Pb) berasal dari buangan industri metalurgi, yang bersifat racun

dalam bentuk Pb-arsenat. Dapat juga berasal dari proses korosi lead bearing alloys. Kadang

kadang terdapat dalam bentuk kompleks dengan zat organik seperti hexaetil timbal, dan tetra

alkil timbal (TAL). Pada manusia, timbal dapat masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan

minuman yang dikonsumsi serta melalui pernapasan dan penetrasi pada kulit. Didalam tubuh

manusia, timbal dapat menghambat aktifitas enzim yang terlibat dalam pembentukan

hemoglobin yang dapat menyebabkan penyakit anemia. Gejala yang diakibatkan dari

keracunan logam timbal adalah kurangnya nafsu makan, kejang, kolik khusus, muntah, dan

pusing-pusing. Timbal dapat juga menyerang susunan syaraf dan mengganggu sistem

reproduksi, kalainan ginjal, dan kelainan jiwa.

(Marganof, 2003).

Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 g/cm3, terletak

di sudut kanan bawah daftar berkala, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan

biasanya bemomor atom 22 sampai 92 dari periode 4 sampai 7 (Miettinen, 1977). Afinitas

yang tinggi terhadap unsur S mendorong terjadinya ikatan logam berat dengan S pada setiap

kesempatan. Sebagian logam berat merupakan zat pencemar yang berbahaya. Logam-logam

ini bereaksi dengan unsur belerang dalam enzim, sehingga enzim tersebut menjadi tak-mobil.

Gugus karboksilat (- COOH) dan amino (- NH2) dalam asam amino juga bereaksi dengan

logam berat. Kadmium, tembaga, dan merkuri diikat dalam membran yang menghambat

proses transport melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat

biologis atau dapat juga mengkatalisis penguraiannya (Manahan, 1994).

Bryan (1976) dalam Rustiawan (1989) menyatakan bahwa unsur-unsur logam berat

tersebar di perrnukaan bumi, di tanah, air, dan udara. Logam-logam berat tersebut dapat

berbentuk senyawa organik, anorganik, atau terikat dalam senyawa logam yang lebih

berbahaya daripada keadaan muminya. Merkuri, timbal, dan arsen dengan bantuan bakteri

yang mengandung koenzim metilokobalamin akan mengubah logam berat menjadi senyawa

metil dari logam tersebut yang sangat berbahaya baik dalam bentuk gas maupun air.

Di samping melalui mulut dari makanan dan minuman, unsur-unsur logam berat juga

dapat masuk ke dalam tubuh melalui pemafasan dan kulit. Mengingat logam berat

mempunyai afinitas tinggi terhadap senyawa sulfida, seperti gugus sulfhidril dan disulfida,

maka ion-ion logam berat dapat terjerat pada gugus ini, sehingga enzim menjadi tak aktif.

Misalnya pada pengikatan ion merkuri oleh gugus sulfhidril (Hill, 1984) :

Arsen bukan logam, tetapi mempunyai sifat logam. Pada perdagangan bahan beracun,

arsen umumnya ditemukan sebagai ion arsenit (AsO33-) atau arsenat (AsO4

3-). Ion-ion ini juga

bisa berikatan dengan enzim, sehingga enzim menjadi tidak aktif.

Berikut ini dijelaskan rincian sifat-sifat beberapa logam berat :

1. Merkuri (Hg)

Logam merkuri masuk ke dalam tubuh manusia melalui bahan pangan yang

dikonsumsi, baik dari tanaman maupun hewan yang telah terkontaminasi oleh logam

tersebut. Merkuri mempunyai tekanan uap pada suhu kamar, sehingga uap merkuri

dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan. Proses ini dapat

terjadi terutama pada orang-orang yang bekerja dengan merkuri, misalnya dokter dan

perawat gigi pada waktu membuat amalgam.

Senyawa-senyawa merkuri dapat mengalami transformasi hayati ke dalam

lingkungan maupun di dalam tubuh. Ion metilmerkuri (CH3Hg+) merupakan bentuk

senyawa yang sangat beracun dan membahayakan kesehatan pada manusia sebesar 9-

24 ppm, yang tertera dengan 0,3 mg Hg per 70 kg bobot badan per hari (Lavender dan

Cheng, 1980).

Faktor makanan dapat mempengaruhi waktu retensi dari metilmerkuri yang

masuk melalui mulut dari makanan dan minuman. Makanan dengan kadar protein dan

lemak rendah dapat menurunkan waktu retensi metilmerkuri pada tikus. Kadar

vitamin E yang tinggi dapat menurunkan tingkat kematian akibat trserapnya

metilmerkuri dan merkuriklorida.

Di lain pihak, tampaknya Hg tidak memperlihatkan masalah utama terhadap

fitotoksisitas. Konsentrasi Hg yang mengakibatkan gejala toksik bagi tanaman jauh

lebih tinggi dibanding konsentrasi normal tanah ke tanaman rendah, dan akar

berfungsi sebagai penghalang (barrier) pada penyerapan Hg (Sleinnes, 1990).

Gambar 1. Pergerakan Hg ke ekosistem manusia (Owen, 1980)

2. Timbal (Pb)

Timbal banyak digunakan pada industri baterai, kabel, cat (sebagai zat

pewarna), penyepuhan, pestisida, dan yang paling banyak digunakan dipakai sebagai

zat anti letup pada bensin. Timbal ditambahkan pada bensin dalam bentuk timbal

tetraetil, Pb(C2H5)4 atau sebagai timbal tetrametil, Pb(CH3)4. Penambahan senyawa ini

juga dicampur lagi dengna senyawa etilen diklorida, C2H4Cl2 atau etilen dibromida,

C2H4Br2 dengan tujuan untuk meningkatkan nilai oktana dari bensin. Dengan

demikian timbal tidak mengendap dalam silinder atau busi, sehingga efisiensi dan

waktu pemakaian mesin menjadi lebih baik (Holum, 1977).

1.2. Sumber Pencemaran Logam Berat

Sumber pencemaran logam berat berdasarkan tempat asalnya dibagi menjadi dua sumber

yaitu sumber alami dan sumber buatan (Supriharyono. 2007) :

1.2.1. Sumber Alami

Berasal dari daerah pantai (coastal supply), yang bersumber dari sungai, abrasi pantai

oleh aktifitas gelombang.

Berasal dari logam yang dibebaskan oleh aktivitas gunung berapi dan logam yang

dibebaskan oleh proses kimiawi.

Berasal dari lingkungan daratan dan dekat pantai, termasuk logam yang ditransportasi

oleh ikan dari atmosfir berupa partikel debu.

1.2.2. Sumber Buatan

Logam-logam berat yang dibebaskan oleh proses-proses industri atau kegiatan

pertambangan.

Sumber pencemaran logam berat berdasarkan bahan pencemarannya dibagi 3 yaitu

sumber alam, industri, dan transportasi.

1.2.3. Sumber dari Alam

1.2.3.1. Pb (Timbal)

Kadar Pb yang secara alami dapat ditemukan dalam bebatuan sekitar 13 mg/kg.

Khusus Pb yang tercampur dengan batu fosfat dan terdapat di dalam batu pasir besar yaitu

100 mg/kg. Pb yang terdapat di tanah berkadar sekitar 5 25 mg/kg dan di air bawah tanah

Secara alami Pb juga ditemukan di air permukaan. Kadar Pb pada air telaga dan air sungai

adalah sebesar 1 -10 µg/liter. Dalam air laut kadar Pb lebih rendah dari dalam air tawar.

Secara alami Pb juga ditemukan di udara yang kadarnya berkisar antara 0,0001 - 0,001 µg/m.

Tumbuh-tumbuhan termasuk sayur-mayur dan padi-padian dapat mengandung Pb, penelitian

yangdilakukan di USA kadarnya berkisar antara 0,1 -1,0 µg/kg berat kering. Logam berat Pb

yang berasal dari tambang dapat berubah menjadi PbS

1.2.3.2. Hg (Raksa)

Secara alami Hg dapat berasal dari gas gunung berapi dan penguapan dari air laut.

Dilaporkan kandungan kadnium dalam air laut di dunia di bawah 20 ng/l. Variasi lain

kandungan kadnium dari air hujan, freshwater dan air permukaan. Kadnium masuk kedalam

freshwater dari sumber yang berasal dari industri. Air sungai dan irigasi untuk pertanian

yangmengandung kadnium akan terjadipenumpukan pada sedimen danLumpur. Sungai dapat

mentrasport kadnium pada jarak sampai dengan 50 km dari sumbernya. Rata-rata kadar

kadnium alamiah dikerak bumi sebesar 0,1 -0,5 ppm.

1.2.4. Sumber dari Industri1.2.4.1. Industri Pengecoran Maupun Pemurnian

Industri ini menghasilkan timbal konsentrat maupun secondary lead yang berasal dari

potongan logam.

1.2.4.2.Industri Baterai

Industri ini banyak menggunakan logam Pb terutama lead antimony alloy dan

lead oxides sebagai bahan dasarnya.

1. Industri Bahan Bakar

Pb berupa tetra ethyl lead dan tetra methyl lead banyak dipakai sebagai anti

knock pada bahan bakar, sehingga baik industri maupun bahan bakar yang dihasilkan

merupakan sumber pencemaran Pb.

2. Industri Kabel

Industri kabel memerlukan Pb untuk melapisi kabel. Saat inipemakaian Pb di

industri kabel mulai berkurang, walaupun masih digunakan campuran logam Cd, Fe,

Cr, Au dan arsenik yang juga membahayakan untuk kehidupan makluk hidup.

3. Industri Kimia Yang Menggunakan Bahan Pewarna

Pada industri ini seringkali dipakai Pb karena toksisitasnya relatif lebih rendah

jika dibandingkan dengan logam pigmen yang lain. Sebagai pewarna merah pada cat

biasanya dipakai red lead, sedangkan untuk warna kuning dipakai lead chromate.

Contoh yang lainnya adalah industri pengecoran logam dan semua industri yang

menggunakan Hg sebagai bahan baku maupun bahan penolong. Limbahnya merupakan

sumber pencemaran Hg. Sebagai contoh antara lain adalah industri klor alkali, peralatan

listrik, cat, termometer, tensimeter, iindustri pertanian, dan pabrik detonator. Kegiatan lain

yang merupakan sumber pencemaran Hg adalah praktek dokter gigi yang menggunakan

amalgam sebagai bahan penambal gigi Selain itu bahan bakar fosil juga merupakan sumber

Hg pula.

1.2.5. Sumber dari Transportasi

Hasil pembakaran dari bahan tambahan bahan bakar kendaraan bermotor

menghasilkan emisi Pb in organik. Logam berat Pb yang bercampur dengan bahan bakar

tersebut akan bercampur dengan oli dan melalui proses di dalam mesin maka logam berat Pb

akan keluar dari knalpot bersama dengan gas buang lainnya.

1.3. Hubungan Pencemaran Logam Berat terhadap Ketahanan Pangan

1.3.1. Pencemaran Logam Berat terhadap Ikan Asin

Logam berat merupakan zat toksik yang membahayakan kesehatan manusia seperti

logam merkuri (Hg) dan cadmium (Cd). Menurut Dirjen POM batas maksimum kandungan

merkuri pada bahan makanan seperti ikan dan hasil olahannya secara berturut-turut adalah

0,03 ppm dan 0.05 ppm.

Ikan asin berpotensi tercemar oleh logam berat yang ada di laut dan pada tahap

pengolahan. Pada umumnya tahap pengolahan ikan dimulai dari tahap penyiangan atau

langsung pencucian dan kemudian penggaraman. Garam yang digunakan biasanya bukan

garam murni karena harganya yang relative lebih mahal. Garam yang tidak murni ini

dimungkinkan mengandung kontaminan logam berat berupa Hg, Cd, dan Mg sehingga ikan

asin akan terkontaminasi oleh logam-logam berat tersebut. Logam-logam tersebut dapat

terakumulasi dalam tubuh sehingga pada jumlah tertentu dapat berakibat fatal bagi kesehatan

manusia.

Pada proses pengolahan, logam-logam berat dalam NaCl akan teradsorpsi pada tubuh

ikan. Sumber pencemaran yang berpotensi besar adalah limbah rumah tangga yang dibuang

langsung oleh penduduk dan bangkai kapal.

Ditinjau dari fungsi ketiga logam berat terhadap organisme, unsure Mg merupakan

unsure yang esensial bagi makhluk hidup. Unsur-unsur tersebut diperlukan dalam proses

metabolism. Penyebab utama logam berat Cd dan Hg menjadi bahan pencemar yang

berbahaya karena tidak dapat dihancurkan oleh organisme hidup di lingkungan dan

terakumulasi dalam jaringan tubuh biota laut seperti ikan. Makin tinggi kandungan logam

berat dalam perairan akan semakin tinggi pula kandungan logam terakumulasi dalam tubuh

hewan air tersebut.

1.3.2. Pencemaran Logam Berat terhadap Sayuran

Saat ini produk pangan mentah maupun matang banyak terpapar logam berat dalam

jumlah dan tingkat yang cukup mengkhawatirkan, terutama di kota-kota besar dimana tingkat

polusi oleh asap pabrik dan asap buangan kendaraan bermotor telah mencapai tingkat yang

sangat tinggi serta konsumsi makanan yang dikemas dengan kemasan modern seperti kaleng

telah umum dijumpai. Sayur-sayuran berdaun yang ditanam di pinggir jalan raya memiliki

resiko terpapar logam berat yang cukup tinggi. batas aman residu Pb yang diperbolehkan oleh

Ditjen POM pada makanan hanya 2 ppm.

Pencemaran tersebut menyebabkan sebagian sayuran dapat mengandung logam berat

yang membahayakan kesehatan, padahal sayuran merupakan menu sehari-hari di dalam diet

orang Indonesia. Akumulasi logam berat di dalam tubuh manusia dalam jangka waktu yang

lama dapat mengganggu sistem peredaran darah, urat syaraf dan kerja ginjal. Pada tingkat

rumah tangga, penurunan jumlah residu logam berat yang terlanjur terdapat dalam sayuran

dapat dilakukan dengan mencuci sayuran menggunakan sanitizer komersial atau

memblansirnya dengan air mendidih selama 3-5 menit sebelum dikonsumsi atau diolah lebih

lanjut. Para ibu rumah tangga juga sebaiknya tidak menggunakan peralatan masak yang

dipatri dengan timbal dan membiasakan keluarga mengkonsumsi makanan yang mengandung

serat tinggi. Penanganan pra panen dan pascapanen dapat dilakukan dengan pemakaian pupuk

dan insektisida yang benar, melakukan cara pengangkutan yang baik selama distribusi

sayuran, misalnya dengan menutup sayuran menggunakan terpal atau penutup yang aman

agar sayuran terhindar dari kontaminasi logam berat dari debu kendaraan bermotor atau asap

pabrik selama perjalanan menuju pasar atau konsumen.

Logam berat telah banyak terdeteksi pada sayuran, terutama yang ditanam dekat

dengan jalan raya dan rentan polusi udara, antara lain yang berasal dari asap pabrik serta asap

kendaraan bermotor. Penelitian yang dilakukan Ayu (2002) menunjukkan bahwa pada

komoditas kangkung dan bayam yang dijual di pasar daerah Bogor mempunyai kadar timbal

(Pb) di atas ambang batas cemaran logam sesuai yang ditetapkan Dirjen Pengawasan Obat

dan Makanan, yaitu 2 ppm. Kisaran kadar timbal (Pb) pada sampel kangkung < 0,01 ppm-

3,12 ppm sedangkan kisaran timbal (Pb) pada sampel bayam < 0,01 ppm-3,38 ppm. Dalam

kasus ini, jalur distribusi dan cara pengangkutan sangat berpengaruh terhadap bertambahnya

kadar cemaran timbal (Pb). Pencemaran timbal (Pb) pada sayuran setelah pasca panen terjadi

selama pengangkutan, penjualan, dan distribusi.

Kadar logam berat tembaga (Cu) pada beberapa komoditas sayuran juga cukup tinggi,

diantaranya adalah; kangkung mengandung tembaga pada kisaran 1,98 ppm-6,37 ppm,

bayam 1,25 ppm-4,36 ppm, kol 4,16 ppm-8,88 ppm sedangkan daun singkong 4,58 ppm-8,75

ppm. Terkandungnya tembaga secara berlebihan pada sayuran disebabkan pemupukan yang

berlebihan, pemakaian insektisida dan air irigasi yang tercemar limbah pabrik. Pencemaran

logam berat tembaga terjadi selama proses prapanen yaitu selama penanaman dan

pemeliharaan, juga disebabkan pemakaian pupuk mikro yang mengandung tembaga. Menurut

kriteria Ditjen POM Depkes, pada kelompok sayuran, nilai ambang batas logam berat timbal

adalah 0,24 ppm dan menurut Codex Alimentarius Commission (CAA), nilai ambang batas

tembaga adalah 0,05 ppm.

. Terpaparnya lingkungan dari logam berat diketahui sebagai faktor penyebab

timbulnya kanker. Turkdogan et al., (2003) telah menginvestigasi tujuh tingkat logam berat

yang berbeda-beda (Co, Cd, Pb, Zn, Mn, Ni dan Cu) pada sampel tanah, buah-buahan dan

sayuran di wilayah Van sebelah selatan Turki dimana kanker gastrointestinal atas merupakan

hal yang endemik. Kandungan logam berat pada sampel ditentukan dengan flame atomic

absorption spectrometer. Di dalam tanah, empat jenis logam berat (Cd, Pb, Cu dan Co) ada

pada konsentrasi dua sampai 50 kali lebih tinggi dibanding Zn. Sampel buah-buahan dan

sayuran yang ditemukan mengandung 3,5 sampai 340 kali lebih tinggi kandungan Co, Cd,

Pb, Mn, Ni dan Cu-nya dibanding Zn. Pada sampel tanah vulkanik, buah dan sayuran

mengandung logam berat karsinogenik yang potensial dimana tingkay yang cukup tinggi

tersebut berhubungan dengan tingginya prevalensi kanker gastrointestinal atas di region Van

tersebut.

1.3.3. Ambang Batas Logam Berat dalam Tubuh

Menurut Suhendrayatna dalam Charlena (2004), ada beberapa logam berat yang

berbahaya bila kadarnya dalam tubuh melebihi ambang batas yang diperbolehkan. Logam

berat tersebut yaitu:

1. Arsenik (As)

Arsenik diakui sebagai komponen esensial bagi sebagian hewan dan tumbuh-tumbuhan,

namun demikian arsenik lebih populer dikenal sabagai raja racun dibandingkan kapasitasnya

sebagai komponen esensial. Pada permukaan bumi, arsenik berada pada urutan ke-20 sebagai

elemen yang berbahaya, ke-14 di lautan, dan unsur ke-12 berbahaya bagi manusia. Senyawa

ini labil dalam bentuk oksida dan tingkat racunnya sama seperti yang dimiliki oleh beberapa

elemen lainnya, sangat tergantung pada bentuk struktur kimianya. Arsen anorganik seperti

arsen pentaoksida memiliki sifat mudah larut dalam air, sedangkan arsen trioksida sukar larut

di air, tetapi lebih mudah larut dalam lemak. Penyerapan melalui saluran pencernaan

dipengaruhi oleh tingkat kelarutan dalam air, sehingga arsen pentaoksida lebih mudah diserap

dibanding arsen trioksida.

2. Kadmium (Cd)

Kadmium (Cd) adalah logam kebiruan yang lunak, dan merupakan racun bagi tubuh

manusia. Waktu paruhnya 30 tahun dan dapat terakumulasi pada ginjal, sehingga ginjal

mengalami disfungsi. Jumlah normal kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi angka

tertinggi (1700 ppm) dijumpai pada permukaan sampel tanah yang diambil di dekat

pertambangan biji seng (Zn). Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh tanaman dibandingkan

dengan ion logam berat lainnya seperti timbal. Logam berat ini bergabung bersama timbal

dan merkuri sebagai the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya tertinggi pada

kesehatan manusia. Menurut badan dunia FAO/WHO, konsumsi per minggu yang

ditoleransikan bagi manusia adalah 400-500 g per orang atau 7 mg per kg berat badan.

Kadmium yang terdapat dalam tubuh manusia sebagian besar diperoleh melalui makanan dan

tembakau, hanya sejumlah kecil berasal dari air minum dan polusi udara. Menurut penelitian

yang dilakukan oleh Laegreid (1999) dalam Charlene (2004), pemasukan Cd melalui

makanan adalah 10-40 mg/hari, sedikitnya 50% diserap oleh tubuh.

3. Tembaga (Cu)

Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi larutan di atas

0,1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia tidak lebih dari 1 ppm. Bersifat

racun bagi domba pada konsentrasi di atas 20 ppm. Konsentrasi normal komponen ini di

tanah berkisar 20 ppm dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat

dengan material organik dan mineral tanah liat. Kehadiran tembaga pada limbah industri

biasanya dalam bentuk ion bivalen Cu(II) sebagai hydrolytic product. Beberapa industri

seperti pewarnaan, kertas, minyak, industri pelapisan melepaskan sejumlah tembaga yang

tidak diharapkan. Tembaga dalam konsentrasi tinggi (22-750 mg/kg tanah kering) dijumpai

pada sedimen di laut Hongkong dan pada sejumlah pelabuhan-pelabuhan di Inggris. Cemaran

logam tembaga pada bahan pangan pada awalnya terjadi karena penggunaan pupuk dan

pestisida secara berlebihan. Meskipun demikian, pengaruh proses pengolahan akan dapat

mempengaruhi status keberadaan tembaga tersebut dalam bahan pangan (Charlene, 2004).

Dirjen Pengawasan Obat dan Makanan (POM) RI telah menetapkan batas maksimum

cemaran logam berat tembaga pada sayuran segar yaitu 50 ppm.

4. Timbal (Pb)

Timbal (Pb) sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun, batang, akar

dan akar umbi-umbian (bawang merah). Perpindahan timbal dari tanah ke tanaman

tergantung komposisi dan pH tanah. Konsentrasi timbal yang tinggi (100-1000 mg/kg) akan

mengakibatkan pengaruh toksik pada proses fotosintesis dan pertumbuhan. Timbal hanya

mempengaruhi tanaman bila konsentrasinya tinggi. Tanaman dapat menyerap logam Pb pada

saat kondisi kesuburan dan kandungan bahan organik tanah rendah. Pada keadaan ini logam

berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan berupa ion yang bergerak bebas pada larutan

tanah. Jika logam lain tidak mampu menghambat keberadaannya, maka akan terjadi serapan

Pb oleh akar tanaman. Timbal menunjukkan beracun pada system saraf, hemetologic,

hemetotoxic dan mempengaruhi kerja ginjal. Rekomendasi dari WHO, logam berat Pb dapat

ditoleransi dalam seminggu dengan takaran 50mg/kg berat badan untuk dewasa dan 25 mg/kg

berat badan untuk bayi dan anak-anak. Mobilitas timbal di tanah dan tumbuhan cenderung

lambat dengan kadar normalnya pada tumbuhan berkisar 0,5-3 ppm.

5. Merkuri (Hg)

Disebut juga air raksa, merkuri merupakan logam yang secara alami ada dan

merupakan satu-satunya logam yang pada suhu kamar berwujud cair. Logam murninya

berwarna keperakan, cairan tak berbau, dan mengkilap. Bila dipanaskan sampai suhu 357°C,

Hg akan menguap. Selain untuk kegiatan penambangan emas, logam Hg juga digunakan

dalam produksi gas klor dan soda kaustik, termometer, bahan tambal gigi, dan baterai. Akibat

kuatnya interaksi antara merkuri dan komponen tanah lainnya, penggantian bentuk merkuri

dari satu bentuk ke bentuk lainnya selain gas biasanya sangat lambat. Proses methylisasi

merkuri biasanya terjadi di alam pada kondisi terbatas, membentuk satu dari sekian banyak

elemen berbahaya, karena dalam bentuk ini merkuri sangat mudah terakumulasi pada rantai

makanan. Karena berbahaya, penggunaan fungisida alkylmerkuri dalam pembenihan tidak

diijinkan di banyak negara.

1.3.4. Mekanisme Kontaminasi Logam Berat

Beberapa faktor yang menyebabkan kontaminasi logam berat pada lingkungan

bervariasi antara lain: kondisi geologi tanah dimana tanaman dibudidayakan, kondisi air yang

digunakan untuk penyiraman, adanya kontaminan logam berat tertentu yang berasal dari

industri apabila lokasi pertanaman dekat dengan lokasi industri, bahkan bencana yang tidak

terduga.

Faktor yang menyebabkan tingginya kontaminasi logam berat di lingkungan adalah

perilaku manusia yang menciptakan teknologi tanpa menimbang terlebih dahulu efek yang

akan ditimbulkan bagi lingkungan di kemudian hari. Sebagai contoh, di Indonesia, tingginya

kandungan timbal (Pb) pada lingkungan disebabkan oleh pemakaian bensin bertimbal yang

sangat tinggi pada hampir semua jenis kendaraan bermotor. Untuk mempermudah bensin

premium terbakar, titik bakarnya harus diturunkan melalui peningkatan bilangan oktan

dengan penambahan timbal dalam bentuk tetrail lead (TEL). Namun dalam proses

pembakaran, timbal dilepas kembali bersama-sama sisa pembakaran lainnya ke udara dan

dihirup oleh manusia saat bernafas. Moshman (1997) dalam Charlena (2004)

mengungkapkan bahwa akumulasi logam berat Pb pada tubuh manusia yang terus-menerus

dapat mengakibatkan anemia, kemandulan, penyakit ginjal, kerusakan syaraf dan kematian.

Sedangkan keracunan Cd dapat menyebabkan tekanan darah tinggi, kerusakan jaringan-

jaringan testicular, kerusakan ginjal dan kerusakan butir-butir sel darah merah.

Logam berat yang ada di lingkungan, tanah, air dan udara dengan suatu mekanisme

tertentu masuk ke dalam tubuh makhluk hidup. Tanaman yang menjadi mediator penyebaran

logam berat pada makhluk hidup, menyerap logam berat melalui akar dan daun (stomata).

Logam berat terserap ke dalam jaringan tanaman melalui akar, yang selanjutnya akan masuk

ke dalam siklus rantai makanan.

Di Indonesia, kadar logam berat yang cukup tinggi pada sayuran sudah semestinya

mendapat perhatian serius dari semua pihak, terutama pada sayur-sayuran yang ditanam di

pinggir jalan raya. Data terakhir pada sayuran caisim, kandungan logam berat Pb-nya bisa

mencapai 28,78 ppm. Jumlah ini jauh lebih tinggi dibanding kandungan logam berat pada

sayuran yang ditanam jauh dari jalan raya (±0-2 ppm), padahal batas aman yang

diperbolehkan oleh Ditjen POM hanya 2 ppm.

Dengan dikonsumsinya sayuran sebagai salah satu sumber pangan pada manusia dan

hewan menyebabkan berpindahnya logam berat yang dikandung oleh sayur-sayuran tersebut

seperti timbale (Pb) dan kadmium (Cd) ke dalam tubuh makhluk hidup lainnya. Logam berat

yang masuk ke dalam tubuh manusia akan melakukan interaksi antara lain dengan enzim,

protein, DNA, serta metabolit lainnya. Adanya logam berat pada jumlah yang berlebihan

dalam tubuh akan berpengaruh buruk terhadap tubuh (Charlena,2004)

1.3.5. Mekanisme Pada Tubuh Manusia

Sejumlah sumber makanan, baik yang berasal dari laut seperti ikan, kerang, dan rumput

laut serta dari tanaman dan produk turunannya dapat terkontaminasi logam berat. Logam

berat dapat memasuki tubuh dan mengakibatkan kerusakan pada berbagai jaringan tubuh

melalui beberapa cara. Mekanisme pertama adalah berikatan dengan gugus sulfhidril,

sehingga fungsi enzim pada jaringan tubuh akan terganggu kerjanya. Mekanisme yang kedua

adalah berikatan dengan enzim pada siklus Krebs, sehingga proses oksidasi fosforilasi tidak

terjadi. Mekanisme yang ketiga adalah dengan efek langsung pada jaringan yang terkena

yang menyebabkan kematian (nekrosis) pada lambung dan saluran pencernaan, kerusakan

pembuluh darah, perubahan degenerasi pada hati dan ginjal. Tubuh dapat menyerap logam

berat melalui permukaan kulit dan mukosa, saluran pencernaan dan saluran nafas. Akumulasi

pada jaringan tubuh dapat menimbulkan keracunan bagi manusia, hewan, dan tumbuhan

apabila melebihi batas toleransi (Charlena,2004).